ĐỀ THI CHỌN HSG vật lý lớp 9

ĐỀ THI CHỌN HSG vật lý lớp 9 ĐỀ THI CHỌN HSG vật lý lớp 9 ĐỀ THI CHỌN HSG vật lý lớp 9 ĐỀ THI CHỌN HSG vật lý lớp 9 ĐỀ THI CHỌN HSG vật lý lớp 9 ĐỀ THI CHỌN HSG vật lý lớp 9 ĐỀ THI CHỌN HSG vật lý lớp 9 ĐỀ THI CHỌN HSG vật lý lớp 9 vv

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KÌ THI CHỌN HSG LỚP 9 CẤP TỈNH NĂM HỌC 2012-2013

ĐỀ THI MÔN: VẬT LÍ

Thời gian làm bài : 150 phút, không kể thời gian giao đề

Câu 1:

Hai xe cùng khởi hành lúc 6h Xe 1 chạy từ A với vận tốc không

đổi v1=7m/s và chạy liên tục nhiều vòng trên chu vi hình chữ nhật

ABCD (Hình 1) Xe 2 chạy từ D với vận tốc không đổi v2=8m/s và

chạy liên tục nhiều vòng trên chu vi hình tam giác DAC Biết

AD=3km, AB=4km và khi gặp nhau các xe có thể vượt qua nhau

a) Ở thời điểm nào xe 2 chạy được số vòn g nhiều hơn xe 1 là

một vòng?

b) Tìm khoảng cách ngắn nhất giữa hai xe trong 6 phút đầu tiên.

c) Tìm thời điểm mà xe 1 tới C và xe 2 đến D cùng một lúc?

Biết rằng các xe chạy đến 9h30 thì nghỉ

Câu 2:

Một bình nhiệt lượng kế chứa nước ở nhiệt độ to=20oC; người ta thả vào trong bình này những quả cầu giống nhau đã được đốt nóng đến 100oC Sau khi thả quả cầu thứ nhất thì nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là t1=40oC Nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là bao nhiêu nếu ta thả tiếp quả cầu thứ hai, thứ ba? Cần bao nhiêu quả cầu để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng nhiệt là 90oC?

Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với thành bình và môi trường

Câu 3:

Cho mạnh điện như hình 2 Biết bóng đèn Đ có số ghi:

6V-6W, R1=6, R2=3, R3=12, R4=6

a) Đèn Đ sáng bình thường, nối một vôn kế có điện trở vô

cùng lớn vào điểm E và F Tìm số chỉ của vôn kế và UAB.?

b) Coi UABkhông đổi, nối một ampe kế có điện trở rất nhỏ

vào điểm A và E Xác định số chỉ của ampe kế, khi đó đèn Đ sáng

như thế nào?

Câu 4:

Cấu tạo của một thiết bị an toàn điện gồm: Một dây dẫn kim

loại có điện trở r = 0,1 và khối lượng m=1g, nhiệt dung riêng

của kim loại là C = 500J/kg.K; một khóa tự ngắt K, khóa ngắt

khi dây dẫn được đốt nóng tới tk= 60oC (Hình 3) Thiết bị được

nối với biến trở R rồi mắc vào nguồn U = 1V Lúc đầu cho điện

trở của biến trở là R1= 14 thì sau một thời gian nhiệt độ dây

dẫn là t1=50oC và không đổi Sau đó điện trở của biến trở giảm

dần, tìm Rxcủa biến trở để mạch bị ngắt? Biết rằng nếu mắc trực

tiếp thiết bị trên vào nguồn thì mạch bị ngắt sau khoảng thời gian ngắn =1s kể từ khi nối mạch (trong khoảng thời gian  bỏ qua hao phí nhiệt ra môi trường) Coi sự thay đổi điện trở của dây kim loại theo nhiệt độ là không đáng kể, nhiệt độ của môi trường xung quanh thiết bị không đổi Công suất hao phí điện

tỉ lệ với độ chênh lệch nhiệt độ của thiết bị và môi trường

Câu 5:

a) Theo thứ tự có 3 điểm A, B, C nằm trên quang trục chính xy của một thấu kính, biết AB=24cm,

AC= 30cm Biết rằng nếu đặt điểm sáng tại A thì ta thu được ảnh thật của nó tạo bởi thấu kính ở C; nếu đặt điểm sáng tại B thì ta thu được ảnh ảo của nó tạo bởi thấu kính cũng ở C Hãy xác định loại thấu kính và nó đặt ở khoảng nào (có giải thích); tính khoảng cách từ thấu kính đến điểm A và điểm B

b) Một nguồn sáng điểm đặt trên trục chính của thấu kính hội tụ có tiêu cự bằng 8cm, cách thấu kính

12cm Dịch chuyển thấu kính theo phương vuông góc với trục chính của thấu kính với vận tốc 5 cm/s Hỏi ảnh của nguồn sáng dịch chuyển với vận tốc là bao nhiêu nếu nguồn sáng giữ cố định?

-HẾT -Giám thị không giải thích gì thêm.

Họ tên thí sinh………Số báo danh………

1 v



ĐỀ CHÍNH THỨC

Hình 2

Hình 3

D

B A

C Hình 1

2 v



SỞ GD& ĐT VĨNH PHÚC HƯỚNG DẪN CHẤM THI CHỌN HSG LỚP 9 CẤP TỈNH

NĂM HỌC 2012-2013 Môn: Vật lý

(Hướng dẫn có 4 trang)

Câu 1

(3đ) a) Chiều dài AC =Thời gian chạy một vòng của xe 1: TAB BC2 2 = 5000m

1= (ABCDA)/v1= 2000s Thời gian chạy một vòng của xe 2 : T2= (DACD)/v2= 1500s

Lập phương trình: t/T2– t/T1= 1  t= 1h40ph

Vậy thời điểm đó là: t1= 7h40ph

b) Trong 6 phút đầu, xe 1 đi được 7.360 < AB và xe 2 đi được 8.360 < DA Trong thời

gian trên xe một đang chạy trên AB và xe 2 đang chạy trên DA

Giả sử tại thời điểm t xe 1 ở N và xe 2 ở M

Kí hiệu AD = a và MN = L thì:

L2= AM2+ AN2

L2= (a – v2t)2+ (v1t)2

Ta thấy: L2đạt cực tiểu khi

2 2

2 2

1 2

av t

v v



Khi đó: Lmin= av1/ 2 2

1 2

v v  1975,5(m)

c) Thời gian xe 1 tới C lần đầu là 7000/7 = 1000s

lần thứ n là t = 1000 + nT1= 1000 + 2000n

Thời gian xe 2 tới D lần thứ m là: t = mT2= 1500m

Để xe 1 tới C và xe 2 tới D cùng 1 lúc thì: 1000 + 2000n = 1500m

3m = 2 + 4n  m = (2 + 4n)/3

Vì xe chỉ chạy đến 9h30 phút nên có điều kiện 1000 + 2000n < 3h30 phút = 12600s

Suy ra n<5,8 và m, n nguyên dương

Vậy có 2 thời điểm để xe 1 tới C và xe 2 tới D cùng một lúc là 6h50 phút và 8h30 phút

Câu 2

(2đ) Gọi khối lượng, nhiệt dung riêng của nước là m và c, khối lượng, nhiệt dung riêng củaquả cầu là m1và c1, nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là tcbvà số quả cầu thả vào nước là N

Ta có: nhiệt lượng tỏa ra từ các quả cầu là: Qtỏa= N.m1.c1(100 - tcb)

Nhiệt lượng thu vào của nước là: Qthu= mc.(tcb- 20) Qtỏa= Qthu

 N.m1.c1(100 - tcb) = mc.(tcb- 20) (1)

Khi thả quả cầu thứ nhất : N=1; tcb= 40oC, ta có:

m1.c1(100 - 40) = mc.(40 - 20)

 m1.c1= mc/3 (2)

Thay (2) vào (1) ta có: N.mc (100 - tcb)/3 = mc.(tcb- 20)

 100N –Ntcb= 3tcb– 60 (*)

ĐỀ CHÍNH THỨC

*Khi thả thêm quả cầu thứ hai: N = 2 Từ phương trình (*) ta có: 200 – 2tcb= 3tcb– 60

5tcb= 260  tcb=52

Vậy khi thả thêm quả cầu thứ 2 thì nhiệt độ cân bằng của nước là 52oC

* Khi thả thêm quả cầu thứ ba: N = 3 Từ phương trình (*) ta có 300 – 3tcb= 3tcb– 60

 6tcb=360 tcb= 60

Khi thả tiếp quả cầu thứ ba thì nhiệt độ cân bằng của nước là 60oC

*Khi tcb= 90oC, từ phương trình (*) ta có:

100N - 90N = 270 – 60 10N = 210 N = 21

Cần thả 21 quả cầu để nhiệt độ của nước trong bình khi cân bằng là 90oC

Câu3

(2,5đ) a)

I, I1, I2như hình vẽ, đèn sáng bình thường UAC=6V, I= P/UAC=1A, vôn kế có điện trở rất lớn không ảnh hưởng tới mạch đo

R13= R1+ R3= 18; R24= R2+ R4= 9

13 2

1 24

R

I R    I = I2+I1= 3I1và I1= 1/3 A, I2= 2/3 A

UEF= UEC+UCF= I1.R1-I2.R2= 0 V

Vậy vôn kế chỉ 0 vôn

UAB= UAC+ UCB= UAC+ R13I1= 12 V

b) Khi mác ămpe kế vào ta có mạch điện như hình vẽ

Ta có mạch điện mắc như sau {(R1// Rđ) nt R2nt R4}// R3(hoặc vẽ hình)

2

P

  , gọi Iđ, I1, I2, I3, I4là cường độ dòng điện đi qua các điện trở tương ứng

1 1 1

R R

R +Rđ

đ

đ

Điện trở tương đương của R1đ, R2, R4:

R1đ24= R1đ+ R2+ R4= 12

Điện trở tương đương toàn mạch:

3 1 24

3 1 24

R R

R +Rđ đ

Cường độ I trong mạch chính 2

RAB

U

I   A

Cường độ dòng điện qua R1đ: 1

1 24

1

RAB

đ đ

U

Do Rđ= R1và mắc song song ta có Iđ= I1= I1đ/2= 0,5A

Số chỉ của ămpe kế Ia= I – Iđ= 1,5A

Hiệu điện thế ở hai đầu bóng đèn UAC= IđRđ= 3V < Uđmđèn tối hơn bình thư ờng

Câu 4

(1đ) Nhiệt độ của dây dẫn không đổi khi công suất điện ở dây kim loại bằng công suất haophí

Lúc đầu:

2

1 o 2

1

U r k t t

(k là hệ số tỉ lệ và tolà nhiệt độ môi trường)

Lúc sau:

2

k o 2

x

U r k t t

Từ (1) và (2) , suy ra: Rx=   1 0

1

k 0

t t

t t



Khi mắc trực tiếp, trong thời gian ngắn coi toàn bộ nhiệt tỏa ra từ dây dẫn chỉ để làm nóng dây dẫn nên: U cm(t t )2 k 0

Với  là thời gian dòng điện chạy qua thiết bị, ở đây  = 1s Từ (3) và (4) ta có:

cmr(t t ) U

U

Câu 5

(1,5đ)

a) Để thu ảnh thật ở C, thấu kính là thấu kính hội tụ và hai điểm A và C nằm ở hai

bên thấu kính

Đặt điểm sáng ở B thu được ảnh ảo ở C, chứng tỏ hai điểm B và C nằm một bên thấu kính và điểm vật B phải gần thấu kính hơn Vậy thấu kính phải đặt trong khoảng AB Gọi d là khoảng cách từ từ A đến thấu kính, khi đặt vật ở A vị trí của vật và ảnh tương ứng là d1= d và d1’= 30 – d (1)

Còn khi đặt vật ở B thì d2= 24 - d và d2’= -(30 – d) = d -30 (2)

1 1 2 2

d d d d f

  thay (1)và (2)vào ta có

Vậy thấu kính cách A là 20cm và cách B là 24 – 20 = 4cm

b) Ta dựng ảnh của S qua thấu kính bằng cách vẽ thêm trục phụ OI song song với tia

tới SK Vị trí ban đầu của thấu kính là O

Sau thời gian t(s) thấu kính dịch chuyển được một quãng đường OO1, nên ảnh của nguồn sáng dịch chuyển quãng đường S1S2

Vì OI//SK 1

1

S O OI

S S SK

O1H//SK 2 1 1

2

S O O H

S S SK

Xét tứ giác OO1HI có OI//O1H và OO1//IH  OO1HI là hình bình hành

OI=O1H (3)

Từ (1),(2),(3)

1 1 2

S O S O OO / /S S

S S S S

Mặt khác: OI//SK S I S O S O1 1 1

IK SO 12

IF’//OK 1 1 ' 1

'

S I S F S O 8



Từ (*) và (**) S O S O 8 S O (S O 8) 21 1 1 1

Từ (4) và (5) 1

1 2

S S 12 24 3

 Vận tốc của thấu kính là v , vận tốc của ảnh là v1thì

1

1 2 1

OO v.t 1

S S v t 3 v 3v 15cm / s1 

Hết *Học sinh làm cách khác nếu đúng cho tiểm tối đa

*Nếu học sinh viết thiếu hoặc viết sai đơn vị từ 2 lần trở lên thì trừ 0,25đ của toàn bài thi

*Nếu học sinh làm sai bản chất vật lý nhưng đáp số đúng cũng không được điểm

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH

Đề chính thức

Môn : Vật lí – Lớp 9

(Thời gian làm bài 150 phút, không kể phát đề)

Đề thi này có 02 trang

Bài 1 (5 điểm)

Hai người đi xe máy cùng khởi hành từ A đến B Sau nửa giờ thì hai xe cách nhau

10km.

a) Tính quãng đường AB và vận tốc của mỗi xe Biết thời gian để đi hết quãng đường của xe thứ nhất và xe thứ hai lần lượt là 3 giờ và 2 giờ.

b) Nếu xe thứ nhất khởi hành trước xe thứ hai 30 phút thì sau bao lâu hai xe gặp nhau?

Nơi gặp nhau cách A bao nhiêu km?

c) Xe nào đến B trước? Khi đó xe kia cách B bao nhiêu km?

Bài 2 (4 điểm)

Người ta thả một miếng đồng có khối lượng m1 = 0,2kg đã được đốt nóng đến nhiệt độ t1 vào một nhiệt lượng kế chứa m2 = 0,28kg nước ở nhiệt độ t2 = 200C Nhiệt độ khi cân bằng nhiệt là t3 = 800C Biết nhiệt dung riêng, khối lượng riêng của đồng và nước lần lượt là

) /(

400

D  , c2  4200 J /( kg K ) , 3

D  , nhiệt hóa hơi của

nước là L  2 , 3 106J / kg Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với nhiệt lượng kế và với môi trường.

a) Xác định nhiệt độ ban đầu t1 của đồng.

b) Sau đó, người ta thả thêm một miếng đồng khối lượng m3cũng ở nhiệt độ t1 vào nhiệt

lượng kế trên thì khi lập lại cân bằng nhiệt, mực nước trong nhiệt lượng kế vẫn bằng mực nước trước khi thả miếng đồng m3 Xác định khối lượng m3.

Bài 3 (4 điểm)

Một vật sáng AB có dạng một đoạn thẳng đặt trước và vuông góc với trục chính của một thấu kính hội tụ (A trên trục chính) cho ảnh ảo A1B1 Dịch chuyển vật AB một đoạn a dọc theo trục chính của thấu kính thì thu được ảnh thật A2B2.

a) Vật AB dịch chuyển lại gần hay ra xa thấu kính? Vì sao? Hãy vẽ ảnh trong hai trường hợp trên (không cần nêu cách dựng).

b) Biết tiêu cự của thấu kính f = 20cm; đoạn dịch chuyển a = 15cm; ảnh A1B1 cao 1cm;

ảnh A2B2 cao 2cm Dựa vào các hình vẽ và các phép toán hình học, hãy xác định khoảng cách

từ vật AB đến thấu kính trước khi dịch chuyển và chiều cao của vật AB.

Bài 4 (5 điểm)

Cho mạch điện như hình vẽ, cho biết: R1  10 ;

R   ; R3   8 ; R4  22  ; Ampe kế chỉ 0,6A Tính:

a) Hiệu điện thế giữa hai đầu AB.

b) Nối B với C bằng một sợi dây dẫn, số chỉ của Ampe kế

lúc này là bao nhiêu? Biết UABkhông đổi.

R1 R2

R3

B A

A

R4 C

Bài 5 (2 điểm)

Có ba điện trở giống nhau R1 = R2= R3 = R được mắc với nhau rồi mắc nối tiếp với một ampe kế vào một nguồn hiệu điện thế U không đổi Ampe kế có điện trở rất nhỏ, số chỉ của ampe kế cho biết cường độ dòng điện trong mạch chính.

a) Hỏi có mấy cách mắc mạch? Vẽ sơ đồ các mạch điện này.

b) Khi quan sát số chỉ ampe kế trong mỗi mạch điện, người ta thấy có một mạch điện mà

số chỉ ampe kế là nhỏ nhất và bằng 0,3A Đó là mạch điện nào trong số các mạch trên? Tìm số chỉ của ampe kế trong các mạch điện còn lại.

Hết

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KỲ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI CẤP TỈNH

Đề chính thức

Môn: Vât lý - Lớp 9

(Thời gian làm bài 150 phút, không kể phát đề)

_

HƯỚNG DẪN CHẤM (Có 04 trang)

1

a) Tính quãng đường AB và vận tốc của mỗi xe

Gọi s1, s2 lần lượt là quãng đường của xe thứ nhất và xe thứ hai đi được trong nửa

giờ.

Ta có: s1  0, 5 v1 (1); s2  0, 5 v2(2)

Vì thời gian đi hết quãng đường của xe thứ nhất nhiều hơn xe thứ hai nên s2  s1 và

hai xe cách nhau 10km nên: s2  s1 10 (3)

Từ (1), (2) và (3) suy ra: 0, 5( v2 v1)  10    v2 v1 20 (4)

Mặt khác: 1

3

AB

v  ; 2

2

AB

v  (5)

Thay (5) vào (4) ta được: AB120km

* Vận tốc mỗi xe :

3

v

h

2

v

h

b) Thời gian hai xe gặp nhau và khoảng cách từ nơi gặp đến A

Gọi t là thời gian của xe thứ nhất kể từ khi xuất phát tại A đến khi hai xe gặp nhau

thì thời gian đi của xe thứ hai đến nơi gặp nhau là t – 0,5;

Quãng đường đi được của hai xe từ A đến khi gặp nhau:

s  v t  t

2( 0, 5) 60 30

s  v t   t  Suy ra: 60t3040t t 1, 5h

40.1, 5 60

Vậy sau 1,5h kể từ khi xe thứ nhất xuất phát tại A thì hai xe gặp nhau tại địa điểm

cách A một đoạn 60km.

c) Xe đến B trước, khoảng cách từ xe kia đến B

Theo đề: Xe thứ nhất đi hết quãng đường mất 3h, xe thứ hai đi hết quãng đường

mất 2h và xe thứ hai lại xuất phát sau 0,5h nên xe thứ hai vẫn đến sớm hơn xe thứ

nhất 0,5h.

Quãng đường đi được trong nửa giờ còn lại của xe thứ nhất:

' 0, 5.40 20

Vậy khi đó xe thứ nhất cách B 20km.

0,25x2

0,25 0,25

0,25x2 0,5

0,25x2

0,25

0,25 0,25 0,25x2 0,25

0,5

0,5

2 a Tính t1

Nhiệt lượng của m1kg đồng tỏa ra để hạ nhiệt độ từ t1xuống 800C là:

) 80 (1

1 1

Q

Nhiệt lượng của m2kg nước thu vào để tăng nhiệt độ từ 200C đến 800C là:

2 2

Q 

c m

c m t

Q

1 1

2 2 1

2

b Tính m3

Khi thả thêm m3 kg đồng ở nhiệt độ t1 vào nhiệt lượng kế, sau khi có cân bằng

nhiệt mà mực nước vẫn không thay đổi Điều này chứng tỏ:

- Nhiệt độ cân bằng nhiệt là 1000C.

- Có một lượng nước bị hóa hơi.

Thể tích nước hóa hơi bằng thể tích miếng đồng m3chiếm chỗ:

1

3 ' 2

D

m

V 

Khối lượng nước hóa hơi ở 1000C là:

1

2 3 2 ' 2 '

D

D m D V

Nhiệt lượng thu vào của m1kg đồng, m2kg nước để tăng nhiệt độ từ 800C đến

1000C và của '

2

m kg nước hóa hơi hoàn toàn ở 1000C là:

L D

D m c m c m

1

2 3 2 2 1 1

Nhiệt lượng tỏa ra của m3 kg đồng để hạ nhiệt độ từ t1  9620C xuống 1000C:

1 3

Q 

Phương trình cân bằng nhiệt mới: Q3  Q4

1 3 1

2 3 2 2 1

(

D

D m c m c



kg L

D

D c

c m c m

862

) (

20

1

2 1

2 2 1 1









0,25

0,25 0,75

0,5 0,25 0,25

0,75

0,25 0,25

0,5

3 a) * Thấu kính hội tụ cho ảnh ảo khi vật thật nằm trong khoảng tiêu cự (d < f), cho

ảnh thật khi vật nằm ngoài khoảng tiêu cự (d > f) Vì thế, ta phải dịch chuyển vật ra

xa thấu kính.

* Vẽ ảnh trong hai trường hợp:

0,5 0,5x2

I

F

B

B1

A1

Hình a

A2

B

B2 Hình b

J

b) Tính d1, chiều cao của AB

Gọi d1, d2 lần lượt là khoảng cách từ vật AB đến thấu kính trước và sau khi dịch

chuyển

Hình a: OI  A1B1

FOI

1 1

1 1

20

20

d d

f

f AB

B A AF

OF AB

OI











Hình b: OJ  A2B2

FOJ

20

20

2 2

2 2













d f d

f AB

B A AF

OF AB OJ

Mà: d2  d1  a (cm) nên:

20

20 20

20

1 2

2

2











a d d

AB

B

A

(2)

20 15

20

1

1 1

1

2









d

d B

A

B A

10

1 

20

) 20

1

Vậy: d1  10 (cm), AB0,5(cm).

0,5

0,5 0,25 0,25 0,25 0,25 0,5

4 a) Tính UAB

Hiệu điện thế giữa hai đầu R1: U1 I R1 1  0, 6.10  6 V

Hình vẽ: R34  R3 R4   30 ; 1 34

134

10.30

7, 5

10 30

R R R

R R

1342 134 2 7, 5 4, 5 12

AB

R  R  R  R    

34

6

0, 2 30

I

Cường độ dòng điện qua AB: IAB   I1 I34  0,8 A

Hiệu điện thế giữa hai đầu AB: UAB  IAB RAB  0,8.12  9, 6 V

b) Tính số chỉ của Ampe kế

Khi nối B với C bằng một sợi dây dẫn, mạch điện

có sơ đồ như hình vẽ.

R R

R R

4, 5.22 10

4, 5 22



 13, 74

AB

R = R1243 = 124 3

R R

R R =

13, 74.8

13, 74 8   5 Cường độ dòng điện qua AB: 9, 6 1, 92A

5

AB AB AB

U I R

Cường độ dòng điện qua R3: 3

3

1, 2A

AB

U I R

0,5

0,5 0,5

0,5 0,5

0,5

0,5

0,5 0,5

R1 R2

A A

R4